CN103939037B - 一种铁钻工 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁钻工，所述铁钻工包括旋转式托架、崩扣钳以及旋扣钳，所述旋转式托架包括立柱、L形托架、转动底座、旋转齿轮、起升液压缸，所述崩口钳包括转轴总成、液压夹紧钳总成、转轴座、旋转液缸总成、旋转以及导向推动液缸总成，所述旋扣钳包括支架、第一摇臂、第二摇臂、第一连架杆、第二连架杆、第一滚轮钳总成、第二滚轮钳总成、夹紧液缸、第一平衡连杆、第二平衡连杆、平衡销轴。与现有技术相比，本发明功能齐全，结构紧凑，自动化程度高，节省了人力，降低了生产成本，使上、卸扣机械化，提高工作效率，同时还能调节上卸扣扭矩和上卸扣螺纹行程补偿，保护了钻杆螺纹，避免了设备更换维修的次数。

Description

一种铁钻工

技术领域

本发明涉及钻机技术领域，具体涉及一种用于钻井或修井的铁钻工。

背景技术

目前，在石油钻井和修井作业中，起下钻过程中的钻具连接和拆卸工作基本上是由人工借助一些机械化的设备，如液气大钳，猫头，气动旋扣钳等来完成。这些机械化设备仍然需要人工在井口处操作，劳动强度非常大，操作人员的安全不能得到有效的保障，人工成本也随之增加。就上述设备本身而言，钻具连接和拆卸的速度慢，直接影响到钻、修井效率；同时，这些设备适应的钻具范围较窄，不能够根据实时工况来调节上卸扣扭矩和行程，对钻具的螺纹破坏较大，结果需要经常更换，使钻具连接、拆卸和维修更加不方便。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于钻井或修井的铁钻工，该铁钻工功能齐全，结构紧凑，不仅能简化井口操作，提高工作效率，还能调节上卸扣扭矩和上卸扣螺纹行程补偿，起到保护钻杆螺纹的作用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铁钻工，包括旋转式托架、旋扣钳以及崩扣钳，所述旋转式托架承载着崩口钳，崩口钳的上方设置有旋扣钳；

所述旋转式托架包括立柱、L形托架、转动底座、旋转齿轮、起升液压缸，所述立柱由内方管和外方管组成，外方管可滑动地套设在内方管的外壁上，所述内方管的上下两端均设置有转动底座，所述内方管上端的转动底座上还设置有可带动内方管转动的旋转齿轮，所述L形托架由竖托板和水平托板组成，竖托板固定在所述外方管的外壁上，所述起升液压缸的一端与竖托板固定连接，另一端与内方管的上端固定连接；进一步地，所述竖托板通过可拆卸的紧固件固定在所述外方管的外壁上。

所述旋扣钳包括支架、第一摇臂、第二摇臂、第一连架杆、第二连架杆、第一滚轮钳总成、第二滚轮钳总成、夹紧液缸、第一平衡连杆、第二平衡连杆、平衡销轴；所述支架由前部横支架和后部支架组成，前部横支架与后部支架组成倒“T”形结构；所述第一摇臂设置在前部横支架的左侧，第一摇臂的中部与前部横支架的左端头铰接，所述第一滚轮钳总成设置在前部横支架的左部前方，第一摇臂的前端与第一滚轮钳总成的左端铰接，所述第一连架杆的两端分别连接前部横支架的左部和第一滚轮钳总成的中部，所述支架、第一摇臂、第一滚轮钳总成和第一连架杆组成平行四边形的摇杆机构；所述第二摇臂设置在前部横支架的右侧，第二摇臂的中部与前部横支架的右端头铰接，所述第二滚轮钳总成设置在前部横支架的右部前方，第二摇臂的前端与第二滚轮钳总成的右端铰接，所述第二连架杆的两端分别连接前部横支架的右部和第二滚轮钳总成的中部，所述支架、第二摇臂、第二滚轮钳总成和第二连架杆组成平行四边形的摇杆机构，所述第一滚轮钳与第二滚轮钳是对称设置的；在所述后部支架上设置有前后方向的滑槽，所述平衡销轴滑动地装设在所述滑槽中，所述第一平衡连杆的一端与第一摇臂的后端铰接，另一端与所述平衡销轴铰接，所述第二平衡连杆的一端与第二摇臂的后端铰接，另一端与所述平衡销轴铰接；所述夹紧液缸的两端分别与第一摇臂的后端和第二摇臂的后端铰接；还在所述前部横支架的中部开设导向孔，导向孔内设置有竖向的导向轴，所述前部横支架下方的导向轴上套设有复位弹簧。

进一步地，所述平衡销轴与所述滑槽之间留有间隙；所述第一连架杆与第一滚轮钳总成中部的铰接采用铰接孔与铰接轴的铰接方式，且铰接孔与铰接轴之间留有间隙；所述第二连架杆与第二滚轮钳总成中部的铰接采用铰接孔与铰接轴的铰接方式，且铰接孔与铰接轴之间留有间隙。

由于本发明采用了上述技术方案，所述旋转式托架通过外部动力设备和液压系统驱动来分别实现水平工位和高低工位的转换；所述旋口钳不仅能实现快速定位，保证对中夹紧钻杆柱，而且能够对钻杆做小幅浮动，有力保护钻杆本体和螺纹；所述崩口钳为现有技术，不仅能实现钻杆的自动扶正，还能实现快速上、卸扣工作。总体上看，包括有旋转式托架、旋口钳及崩口钳的本发明功能齐全，结构紧凑，自动化程度高，节省了人力，降低了生产成本，使上、卸扣机械化，提高工作效率，同时还能调节上卸扣扭矩和上卸扣螺纹行程补偿，保护了钻杆螺纹，避免了设备更换维修的次数。

附图说明

下面结合附图及实施例，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中旋转式托架的结构示意图；

图3为本发明中旋扣钳的俯视结构示意图；

图4为本发明中旋扣钳的剖视结构示意图。

具体实施方式

参看图1所示, 一种铁钻工，包括旋转式托架1、旋扣钳2以及崩扣钳3,所述旋转式托架1承接着崩口钳3，崩口钳的上方设置有旋扣钳2。

参看图2所示，所述铁钻工的旋转式托架包括：立柱4、L形托架5、转动底座6、旋转齿轮7、起升液压缸8，所述立柱4由内方管4.1和外方管4.2组成，外方管4.2可滑动地套设在内方管4.1的外壁上，所述内方管4.1的上下两端均设置有转动底座6，所述内方管4.1上端的转动底座6上还设置有可带动内方管4.1转动的旋转齿轮7，所述L形托架5由竖托板9和水平托板10组成，竖托板9固定在所述外方管4.2的外壁上，所述起升液压缸8的一端与竖托板9固定连接，另一端与内方管4.1的上端固定连接。

进一步地，所述竖托板9通过可拆卸的紧固件固定在所述外方管4.2的外壁上。

所述崩口钳为现有技术，包括转轴总成、液压夹紧钳总成、转轴座、旋转液缸总成、旋转以及导向推动液缸总成，转轴总成安装在转轴座上，旋转与导向推动液压缸固装在转轴总成上，旋转液压缸总成一端与旋转与导向推动液压缸总成连，另一端用于安装在井架上，从而组成一种液压夹持崩扣钳。

参看图3及图4所示，所述铁钻工的旋扣钳，其结构包括：支架11、第一摇臂12、第二摇臂13、第一连架杆14、第二连架杆15、第一滚轮钳总成16、第二滚轮钳总成17、夹紧液缸18、第一平衡连杆19、第二平衡连杆20、平衡销轴21；所述支架11由前部横支架11.1和后部支架11.2组成，前部横支架11.1与后部支架11.2组成倒“T”形结构；所述第一摇臂12设置在前部横支架11.1的左侧，第一摇臂12的中部与前部横支架11.1的左端头铰接，所述第一滚轮钳总16成设置在前部横支架11.1的左部前方，第一摇臂12的前端与第一滚轮钳总成16的左端铰接，所述第一连架杆14的两端分别连接前部横支架11.1的左部和第一滚轮钳总成16的中部，所述支架11、第一摇臂12、第一滚轮钳总成16和第一连架杆14组成平行四边形的摇杆机构；所述第二摇臂13设置在前部横支架11.1的右侧，第二摇臂13的中部与前部横支架11.1的右端头铰接，所述第二滚轮钳总成17设置在前部横支架11.1的右部前方，第二摇臂13的前端与第二滚轮钳总成17的右端铰接，所述第二连架杆15的两端分别连接前部横支架11.1的右部和第二滚轮钳总成17的中部，所述支架11、第二摇臂13、第二滚轮钳总成17和第二连架杆15组成平行四边形的摇杆机构，所述第一滚轮钳16与第二滚轮钳17是对称设置的；在所述后部支架11.2上设置有前后方向的滑槽11.3，所述平衡销轴21滑动地装设在所述滑槽11.3中，所述第一平衡连杆19的一端与第一摇臂12的后端铰接，另一端与所述平衡销轴21铰接，所述第二平衡连杆20的一端与第二摇臂13的后端铰接，另一端与所述平衡销轴21铰接；所述夹紧液缸18的两端分别与第一摇臂12的后端和第二摇臂13的后端铰接；还在所述前部横支架11.1的中部开设导向孔，导向孔内设置有竖向的导向轴22，所述前部横支架11.1下方的导向轴22上套设有复位弹簧23。进一步地，所述平衡销轴11与所述滑槽1.3之间留有间隙；所述第一连架杆4与第一滚轮钳总成6中部的铰接采用铰接孔与铰接轴的铰接方式，且铰接孔与铰接轴之间留有间隙；所述第二连架杆5与第二滚轮钳总成7中部的铰接采用铰接孔与铰接轴的铰接方式，且铰接孔与铰接轴之间留有间隙。

进一步地，所述平衡销轴21与所述滑槽11.3之间留有间隙；所述第一连架杆14与第一滚轮钳总成16中部的铰接采用铰接孔与铰接轴的铰接方式，且铰接孔与铰接轴之间留有间隙；所述第二连架杆15与第二滚轮钳总成17中部的铰接采用铰接孔与铰接轴的铰接方式，且铰接孔与铰接轴之间留有间隙。

本发明的使用方法是：上扣作业时，下钻杆母接箍不动，将上钻杆公接箍对准母接箍，快速上钻杆或卸钻杆时，由崩扣钳的背钳夹紧下钻杆的接箍不动，然后在旋扣钳夹紧液压缸的作用下，将旋扣钳的滚轮夹紧上钻杆本体，通过液压马达带动滚轮钳旋转上钻杆，同时在螺旋力的作用下压缩弹簧，使上钻杆下移，实现快速旋扣的作用。当旋扣马达转不动时，松开旋扣钳，将主钳夹紧钻杆上接箍，在崩扣液缸作用下带动主钳旋转，使上钻杆旋紧，实现了钻柱的紧扣。

卸扣作业时，先由崩扣钳的下钳夹紧下钻杆母接箍，背钳夹紧上钻杆的公接箍，主钳在崩扣液缸的作用下绕背钳作冲扣方向旋转，实现冲扣，然后松开主钳夹紧，将旋扣夹紧液缸动作，使滚轮钳夹紧上钻杆的本体，操作旋扣马达，使上钻杆快速卸扣，同时上钻杆在弹簧回复力作用下上移，即完成卸扣功能。

本发明的装置通过外部独立设置的液压站及液压控制系统来驱动和控制。

Claims (3)

1.一种铁钻工，包括旋转式托架、旋扣钳以及崩扣钳，其特征在于：所述旋转式托架承载着崩口钳，崩口钳的上方设置有旋扣钳；

所述旋转式托架包括立柱、L形托架、转动底座、旋转齿轮、起升液压缸，所述立柱由内方管和外方管组成，外方管可滑动地套设在内方管的外壁上，所述内方管的上下两端均设置有转动底座，所述内方管上端的转动底座上还设置有可带动内方管转动的旋转齿轮，所述L形托架由竖托板和水平托板组成，竖托板固定在所述外方管的外壁上，所述起升液压缸的一端与竖托板固定连接，另一端与内方管的上端固定连接；

所述旋扣钳包括支架、第一摇臂、第二摇臂、第一连架杆、第二连架杆、第一滚轮钳总成、第二滚轮钳总成、夹紧液缸、第一平衡连杆、第二平衡连杆、平衡销轴；所述支架由前部横支架和后部支架组成，前部横支架与后部支架组成倒“T”形结构；所述第一摇臂设置在前部横支架的左侧，第一摇臂的中部与前部横支架的左端头铰接，所述第一滚轮钳总成设置在前部横支架的左部前方，第一摇臂的前端与第一滚轮钳总成的左端铰接，所述第一连架杆的两端分别连接前部横支架的左部和第一滚轮钳总成的中部，所述支架、第一摇臂、第一滚轮钳总成和第一连架杆组成平行四边形的摇杆机构；所述第二摇臂设置在前部横支架的右侧，第二摇臂的中部与前部横支架的右端头铰接，所述第二滚轮钳总成设置在前部横支架的右部前方，第二摇臂的前端与第二滚轮钳总成的右端铰接，所述第二连架杆的两端分别连接前部横支架的右部和第二滚轮钳总成的中部，所述支架、第二摇臂、第二滚轮钳总成和第二连架杆组成平行四边形的摇杆机构，所述第一滚轮钳与第二滚轮钳是对称设置的；在所述后部支架上设置有前后方向的滑槽，所述平衡销轴滑动地装设在所述滑槽中，所述第一平衡连杆的一端与第一摇臂的后端铰接，另一端与所述平衡销轴铰接，所述第二平衡连杆的一端与第二摇臂的后端铰接，另一端与所述平衡销轴铰接；所述夹紧液缸的两端分别与第一摇臂的后端和第二摇臂的后端铰接；还在所述前部横支架的中部开设导向孔，导向孔内设置有竖向的导向轴，所述前部横支架下方的导向轴上套设有复位弹簧。

2.根据权利要求1所述的一种铁钻工，其特征在于：所述竖托板通过可拆卸的紧固件固定在所述外方管的外壁上。

3.根据权利要求1所述的一种铁钻工，其特征在于：所述平衡销轴与所述滑槽之间留有间隙；所述第一连架杆与第一滚轮钳总成中部的铰接采用铰接孔与铰接轴的铰接方式，且铰接孔与铰接轴之间留有间隙；所述第二连架杆与第二滚轮钳总成中部的铰接采用铰接孔与铰接轴的铰接方式，且铰接孔与铰接轴之间留有间隙。